Thẻ: in 3D

[lwptoc]

Nhu cầu về máy in 3D

Tại sao mình lại nói vấn đề này đầu tiên khi nói đến dòng máy in 3D tự chế. Đầu tiên bạn phải xác định nhu cầu của bạn cần chiếc máy in trong lĩnh vực nào, công việc gì từ đó mới xác định được công nghệ in và kiểu máy in mà bạn sẽ lắp. Mỗi công nghệ in và kiểu máy in lại có những ưu nhước điểm khác nhau và phù hợp với từng mục đích sử dụng riêng.

Máy in tự chế mà mình đang hướng tới sử dụng công nghệ in FDM ( in đùn nhựa hay đắp nhựa từng lớp) ưu điểm của công nghệ này là đơn giản, giá thành lắp máy rẻ, thời gian triển khai nhanh, dễ lắp ráp và sửa chữa. Bên cạnh đó nó cũng có nhược điểm như độ chính xác mô hình không cao ( có sai số so với bản vẽ trên máy tính) nhưng bạn có thể hạn chế phần nào những sai số này, khoảng sai lệch về khoảng giá trị chấp nhận được với nhu cầu của bạn ( nếu bạn nào cần sai số mô hình tương đương như máy CNC thì không nên nghĩ đến máy in 3D công nghệ FDM). Độ mịn hay yêu cầu về bề mặt chi tiết cần nhiều công đoạn để cải thiện (công nghệ in SLA có ưu điểm hơn về mặt này)

Xác định kiểu máy in 3D

Ở đây chúng ta không nói đến các loại máy in bán sẵn trên thị trường. Trong dòng máy in Reprap (máy in tự lắp) cũng có rất nhiều kiểu máy in như : Delta, Mendel, Prusa … Các bạn có thể lên google và search từ khóa Reprap để xem thêm các model khác.

Với kinh nghiệm của bản thân trong loạt bài này mình sẽ nói về model Prusa i3. Vì sao lại chọn model này ?

Nhìn hình dáng nếu bạn nào biết về cơ cấu máy CNC có thể nhận ra máy có dạng H frame. Hai trục z 2 bên và trục x tạo thành hình chữ H. Ưu điểm của cơ cấu này là dễ lắp đặt và căn chỉnh chuẩn cho máy mặc dù chi phí về linh kiện sẽ nhiều hơn các model khác ( vd model này cần tới 5 motor bước trong khi máy Delta chỉ cần 4) nhưng bạn nên biết chi phí của 1 chút linh kiện sẽ không thể sánh được với lượng thời gian và công sức bạn bỏ ra để căn chỉnh máy, chỉ cần 1 sai sót nhỏ trong cơ cấu cũng dẫn đến máy không thể in được hoặc sản phẩm in không đạt yêu cầu. Và với những bạn mới tiếp cận với công nghệ in 3D thì cơ cấu này tương đối trực quan và dễ hình dung nên khi bạn tìm kiếm linh kiện, lắp ráp cũng sẽ dễ dàng hơn.

Và đặc biết kinh nghiệm của mình mách các bạn thì cơ cấu này tương đối khỏe so với các kiểu máy khác nên sau này khi bạn đã đi sâu vào lĩnh vực thiết kế sẽ có thể ứng dụng để làm nhiều việc khác với chiếc máy in 3D không chỉ dùng để in mô hình( trong các loạt bài chuyên mục khác mình sẽ chia sẻ những ứng dụng này, rất thú vị đó ^ ^).

Ở bài này các bạn cũng đã phần nào xác định được chiếc máy in của mình sẽ như thế nào rồi nhỉ, bài sau mình sẽ chia sẻ cho các bạn cấu tạo và cách thức 1 chiếc máy in 3D hoạt động như thế nào nhé. Khi đã nắm rõ về nguyên lý các bạn sẽ rất thuận tiện trong việc tìm kiếm linh kiện và lắp ráp máy in 3D.

Xin chào và hẹn gặp lại các bạn trong những bài sau. Nhớ like fanpage để cập nhật bài mới sớm nhất các bạn nhé.

Nguồn : Biên tập thietbiketnoi.com

Đa phần mọi người đều nhìn nhận công nghệ in 3D như một công nghệ tạo mẫu (mẫu thử, mô hình minh họa …). Hôm nay chúng ta sẽ thử nhìn nhận công nghệ in 3D theo một khía cạnh khác, không chỉ là tạo mẫu mà hoàn toàn có thể ứng dụng công nghệ in 3D vào sản xuất hàng loạt trong một số trường hợp.

Có rất nhiều phương pháp gia công, sản xuất nhựa trong đó mỗi phương pháp sản xuất lại có ưu và nhược điểm riêng. Trở ngại lớn nhất của công nghệ in 3D trong ứng dụng vào sản xuất là giá thành trên mỗi sản phẩm cao và tốc độ sản xuất thấp (công xuất trong một thời gian nhất định).

Trong mô hình sản xuất công nghiệp (sản xuất hàng loạt) chi phí cho mỗi sản phẩm tỉ lệ nghịch với số lượng sản phẩm. Như vậy với số lượng càng cao thì giá thành sẽ càng rẻ và tốc độ sản xuất càng cao. Vậy ở một số lượng sản phẩm nhất định (tùy thuộc vào mỗi sản phẩm mà số lượng này khác nhau) giá thành của sản xuất hàng loạt theo phương pháp công nghiệp  sẽ có chi phí cao hơn phương pháp sử dụng công nghệ in 3D.

Đối với những đơn hàng nhỏ và thường xuyên thay đổi thì chi phí cho công nghệ in 3D là gần như không đổi đối với mỗi sản phẩm. Để minh họa ở đây tôi xin mượn tạm đồ thị minh họa về giá và số lượng sản phẩm từ “Makers: The New Industrial Revolution” tác giả Chris Anderson . Trong đồ thị sử dụng vịt nhựa để biểu diễn giá thành sản xuất hàng loạt bằng phương pháp ép nhựa và công nghệ in 3D

Như vậy với ví dụ này nếu số lượng dưới 800 sản phẩm thì giá trên mỗi sản phẩm của phương pháp in 3D chiếm ưu thế và thời gian sản xuất có thể cân bằng với phương pháp ép nhựa thậm chí là nhanh hơn vì không mất thời gian làm khuôn ép, có thể sản xuất ngay sau khi hoàn thành bản vẽ số hóa.

Vậy nếu giá thành đã đáp ứng thì vấn đề công xuất có thể cải thiện được không ? Bạn hoàn toàn có thể cải thiện công xuất sản xuất bằng cách sử dụng nhiều máy in 3D vận hành cùng lúc. Như ví dụ trước bạn thấy để bắt đầu sản xuất bằng phương pháp ép nhựa bạn sẽ mất chi phí $10.000 và 3-4 tuần chế tạo khuôn mẫu.

Mỗi máy in 3D có thể lắp ráp với giá khoảng $500 và in liên tục 1 ngày được 6-8 chú vịt. Nếu sử dụng 10 máy bạn sẽ mất chi phí $5.000 và ít hơn 2 tuần để sản xuất ra 800 sản phẩm.

Như vậy với những lĩnh vực cần số lượng sản phẩm thấp cho mỗi loạt sản phẩm và có tính chuyên biệt cao trên mỗi sản phẩm như sản xuất riêng cho từng cá nhân, hoàn toàn có thể áp dụng công nghệ in 3D vào sản xuất mà không chỉ dừng ở tạo mẫu.

Nhớ like fanpage để cập nhập bài viết mới nhé !

Nguồn :biên tập thietbiketnoi.com

Xem thêm:

• Máy in 3d SLA là gì ?
• Máy in 3D SLS là gì ?
• Sự khác biệt giữa công nghệ SLA và DLP trong in 3D

Khám phá bí mật ẩn bên trong chiếc máy in 3D.

Hẳn các bạn đều biết dòng máy in 3D reprap là 1 dự án mã nguồn mở vậy ai cũng có thể có được mã nguồn của phần mềm điều khiển hay còn gọi là firmware, và vì nó là mã mở nên bất kỳ ai am hiểu về mã nguồn cũng có thể chỉnh sửa và tạo ra phiên bản phần mềm firmware của riêng mình.

Hôm nay chúng ta sẽ thử cùng tìm hiểu xem có bao nhiêu phiên bản firmware như thế được phổ biến trong thế giới in 3D nhé.

Dưới đây mình xin liệt kê một số firmware mà mình biết và sưu tầm trên mạng.

1. Marlin

Tên : Marlin

Tác giả : Erik van der Zalm

Ngày phát hành: tháng 11 năm 2011

Tính năng tiêu biểu:

• Hỗ trợ tốc độ cao trên mỗi trục
• Bảo vệ quá nhiệt tự động ngắt
• Hỗ trợ endstop( công tắc hành trình)
• Hỗ trợ giao tiếp thẻ nhớ SD
• Hỗ trợ màn hình LCD (20×4 và 16×4)
• Hỗ trợ giao diện LCD xử lý in độc lập không cần kết nối máy tính
• Lưu trữ các thiết đặt trên EEPROM
• Hiển thị nhiệt độ, tọa độ theo thời gian thực

Bo mạch tương thích

• RAMPS
• RAMBo
• RUMBA
• Sanguinololu
• Ultimaker’s Electronics version 1.0-1.5
• Generation_6_Electronics
• Generation 7 Electronics
• Duemilanove 328P
• Melzi and Melzi v2.0
• Azteeg X1, Azteeg X3, and Azteeg X3 Pro
• Megatronics (Megatronics 1.0, Megatronics 2.0, and Megatronics 3.0)

Đường dẫn tải firmware :

https://github.com/MarlinFirmware/Marlin

2. Sprinter

Tên : Sprinter

Tác giả : Kliment, caru, tonok, tesla893

Ngày phát hành: tháng 2 năm 2012

Tính năng tiêu biểu:

• Hỗ trợ giao tiếp thẻ nhớ SD
• Điều khiển motor bước đầu in
• Kiểm soát tốc độ các trục
• Kiểm soát nhiệt độ đầu in và bàn nhiệt

Bo mạch tương thích

• RAMPS
• Sanguinololu
• Teensylu
• Ultimaker’s Electronics phiên bản 1.0-1.5

Đường dẫn tải firmware :

https://github.com/kliment/Sprinter.git

3. Sailfish

Tên : Sailfish

Tác giả : Jetty

Ngày phát hành: tháng 2 năm 2012

Tính năng tiêu biểu:

• Hỗ trợ giao tiếp thẻ nhớ SD
• Điều khiển motor bước đầu in
• Kiểm soát tốc độ các trục
• High step rate (20 KHz)
• Kiểm soát nhiệt độ đầu in và bàn nhiệt

Bo mạch tương thích

• Compatible Electronics
• Gen 3 + 5D3G shield (rrmbv12)
• Gen 4
• MightyBoard

Đường dẫn tải firmware :

https://github.com/jetty840/Sailfish-G3Firmware

4. GRBL

Tên : GRBL

Tác giả : Simen Svale Skogsrud

Ngày phát hành: tháng 5 năm 2014

Tính năng tiêu biểu:

• Chỉ hỗ trợ cho các máy phay CNC với hệ lệnh Gcode

Bo mạch tương thích

• Arduino UNO

Đường dẫn tải firmware :

https://github.com/simen/grbl.git

….

Updating !

Nguồn: biên tập thietbiketnoi.com

Xem thêm:

• Máy in 3D là gì ?
• Máy in 3D SLS là gì ?
• Máy in 3d SLA là gì ?

SLS là một công nghệ rất thú vị trong lĩnh vực in 3D. SLS sử dụng một tia laser xung năng lượng cao thiêu kết (nóng chảy vật liệu) tại một điểm theo từng lớp trong quá trình in. Tương tự như SLA, quá trình này bắt đầu bằng một thùng chứa đầy vật liệu in, nhưng khác với SLA , vật liệu in công nghệ SLS có dạng bột. Sau khi hoàn thành 1 lớp in, giá đỡ sẽ hạ xuống một khoảng bằng độ dầy mỗi lớp in tương tự như công nghệ SLA và DLP.

Vật liêu in được lấp đầy trong thùng in cũng có tác dụng như một lớp hỗ trợ, điều này làm khả năng in tối ưu hơn với các mẫu có nhiều chi tiết nhô ra( lơ lửng và không có giá đỡ) so với FDM (FDM phải thực hiện in lớp nâng đỡ trước với các chi tiết này sau đó mới in chi tiết mẫu 3D).

Vật liệu dạng bột được tia laser nung nóng tới điểm nóng chảy và kết dính với nhau (thiêu kết)tạo thành mẫu in. Điều này làm tốc độ in tăng lên đáng kể so với công nghệ SLA và DLP.

Công nghệ in SLS đặc biệt thú vị vì tính linh hoạt của vật liệu in có thể sử dụng được. Cả hai chất dẻo và kim loại có thể được thiêu kết theo cách này, tạo ra những nguyên mẫu mạnh hơn và bền hơn. Mặc dù chất lượng của bột phụ thuộc vào các quy trình độc quyền của nhà cung cấp, các vật liệu cơ bản được sử dụng phổ biến hơn so với photopolyme, rẻ hơn.

Tuy nhiên, công nghệ này đòi hỏi cung cấp nguồn năng lượng lớn trong quá trình in vì phải sử dụng tia laser xung năng lượng cao thiêu kết vật liệu. Điều này làm tăng giá thành tạo ra các mẫu in

Tốc độ và độ phân giải của SLS thường tương đương với máy in 3D SLA, với mức trung bình ở khoảng 0.1mm. Do tốc độ gia công vẫn tương đối chậm, phương pháp này chỉ thích hợp cho việc sản xuất khối lượng nhỏ các bộ phận nhỏ, chính xác, vật mẫu… Nhưng điểm mạnh của phương pháp này là có khả năng in 3D được các mẫu in cần vật liệu là kim loại và một số các vật liệu khác (nylon, thủy tinh, và đồ gốm đến nhôm, bạc, và thậm chí cả thép) mà công nghệ FDM, SLA hay DLP không có khả năng thực hiện.

SLS là phương pháp nhanh chóng tạo mẫu nhanh chóng của kim loại và vật liệu khác.

Tóm tắt các điểm mạnh của SLS: tính chính xác, tính linh hoạt của thiết kế, tính linh hoạt của vật liệu, chi phí nguyên liệu

Tóm tắt các điểm yếu của SLS: chi phí sản xuất, tốc độ sản xuất

Nguồn : biên tập thietbiketnoi.com

Công nghệ SLA (Stereolithography Laze) và DLP (digital light processing) về cơ bản trong in 3D khá giống nhau, nhưng mỗi loại lại sử dụng phương pháp in khác nhau nên có những ưu và nhược điểm riêng.

Trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu sự khác biệt giữa 2 công nghệ này để có thể lựa chọn loại máy in phù hợp cho mục đích sử dụng của bạn, sử dụng tối đa hiệu quả mỗi công nghệ sẽ đáp ứng tốt nhất cho từng loại sản phẩm cần in.

Công nghệ SLA trong in ấn 3D sử dụng ánh sáng để biến nhựa lỏng thành dạng rắn tại 1 điểm trong mỗi thời điểm. Còn DLP thì sử dụng ánh sáng đông kết toàn bộ 1 lớp in tại mỗi thời điểm.

SLA Laser-Based và DLP

Đối với cả 2 công nghệ SLA và DLP, đều sử dụng 1 thùng nhựa lỏng (Resin) tiếp xúc với ánh sáng để hình thành các lớp rắn rất mỏng và được xếp chồng lần lượt để tạo ra một vật rắn (mô hình 3D).

Trên đây là hình minh họa cho quá trình tạo vật thể in 3D trong máy sử dụng công nghệ SLA và DLP

.  Trong SLA, mẫu in 3D được xây dựng thông qua đông kết các điểm tiếp xúc giữa ánh sáng (laser) polymer dạng lỏng (Resin)  ánh sáng bằng laser.  Các lớp in được xây dựng lần lượt qua quá trình này để xây dựng một mẫu in 3D hoàn chỉnh.

SLA sử dụng hai động cơ (một trên trục X và một trên trục Y) để điều khiển một chùm tia laser trên vùng in, đóng rắn nhựa khi chùm tia laser chiếu qua. Quá trình này tạo thành từng lớp là tập hợp tọa độ X và Y được điểu khiển chính xác bởi 2 động cơ trục X và Y.

DLP sử dụng một màn hình máy chiếu kỹ thuật số để chiếu một hình ảnh duy nhất của mỗi lớp trên toàn bộ diện tích in. Vì máy chiếu là một màn hình kỹ thuật số, nên hình ảnh của mỗi lớp là tập hợp bao gồm các pixel vuông, kết quả trong một lớp in được hình thành từ những viên gạch hình chữ nhật nhỏ gọi là voxel.

Ảnh minh họa phương pháp xây dựng mỗi lớp in bằng tia laser và máy chiếu (DLP) độ phân giải của các lớp in sẽ được xác định bằng kích thước nhỏ nhất của 1 pixel đối với công nghệ DLP và kích thước chùm tia laser đối với công nghệ SLA

Thực tế là độ phân giải nhỏ nhất của hai công nghệ có biên dạng khác nhau(tròn với tia laser và vuông với DLP) nên rất khó để so sánh 2 giữa 2 công nghệ một cách trực tiếp. Với mỗi biên dạng mẫu in 3D khác nhau lại cho kết quả khác nhau giữa 2 công nghệ SLA và DLP. Bạn cần tìm hiểu kỹ mục đích sử dụng, sản phẩm cần in để lựa chọn công nghệ phù hợp và tối ưu cho từng loại sản phẩm cụ thể

Kích thước in và tốc độ in giữa SLA và DLP

DLP có thể đạt được thời gian in nhanh hơn cho một số mẫu in 3D, mỗi 1 lớp in được xây dựng cùng một lúc, chứ không phải từng điểm trên mỗi lớp như tia laser.

thời gian in nhanh hơn này áp dụng trong hai trường hợp. Đối với lớn in đầy và đặc, lớp in sẽ được xây dựng nhanh hơn. Đối với lớp in nhỏ và nhiều chi tiết, lượng ánh sáng sẽ được tập trung nhiều hơn do đó thời gian đông kết vật liệu sẽ nhanh hơn

Mặc dù in nhanh hơn nhưng công nghệ DLP cần cân bằng giữa độ phân giải, kích thước sản phẩm in và tốc độ in

Ví dụ với sản phẩm in 3D trang sức, máy in SLA thể hiện tính ưu việt hơn so với DLP

Một máy in DLP có thể in một sản phẩm 3D tốt và nhanh chóng hơn nhiều so với một máy in SLA. Tuy nhiên, in ấn nhiều sản phẩm chi tiết cùng một lúc sẽ yêu cầu một máy in SLA 3D, có khả năng phân giải cao .

Độ phân giải công nghệ DLP phụ thuộc vào máy chiếu, trong đó xác định có bao nhiêu pixels / voxels trong 1 diện tích nhất định. Ví dụ, full HD 1080p.

Máy chiếu trong máy in 3D DLP phải được focus cố định vào 1 khoảng cách để có thể đạt được kích thước XY chính xác. Điều này làm hạn chế không gian in của máy in 3D DLP. Và đối với các sản phẩm in yêu cầu độ phân giải cao máy in chỉ có thể sử dụng 1 phần chứ không phải toàn bộ không gian có thể in.

Máy in 3D laser SLA xác định vị trí các mẫu in 3D hoàn toàn độc lập với độ phân giải của mẫu in 3D làm cho nó có thể in bất kỳ đâu trên toàn bộ không gian in mà không phụ thuộc vào độ phân giải của mẫu in.

Bề mặt sản phẩm mẫu in 3D: hiệu ứng voxel

Đối tượng in 3D được xây dựng bằng các lớp xếp chồng nên bản in 3D thường có thể nhìn thấy các vân ngang tương ứng với mỗi lớp in. Tuy nhiên vì DLP xây dựng các lớp với độ phân giải nhỏ nhất là các pixels hình vuông nên xuất hiện các hiệu ứng voxels trên bề mặt sản phẩm mẫu 3D

Hình ảnh phóng to cho thấy hiệu hứng voxel trên bề mặt sản phẩm in 3D

Máy in DLP 3D sử dụng các pixel hình vuông xây dựng các lớp in gây ra hứng voxel dọc. Trong ảnh trên bạn có thể dễ dàng nhận ra các đường vân trên bề mặt sản phẩm in 3D. Tương tự như việc bạn xây dựng một khối cầu bằng cách ghép các viên gạch lego lại với nhau.

Hình dạng vuông voxels làm cho cạnh cong xuất hiện bước.

Để loại bỏ hiện tượng này bạn có thể xử lý bề mặt sau khi in bằng cách hấp sản phẩm trong hơi axeton hoặc phun cát.

Hi vọng bài viết này có thể giúp bạn dễ dàng lựa chọn cho mình 1 chiếc máy in 3D phù hợp với yêu cầu công việc của bạn, dưới đây là 1 vài gợi ý cho 2 công nghệ in ấn SLA và DLP

Máy in DLP phù hợp với các mẫu in 3D kích thước lớn, biên dạng nhiều chi tiết, đặc và mỗi lần in 1 chi tiết

Máy in SLA đáp ứng tốt với các mẫu in độ phân giải cao, yêu cầu bề mặt mịn với nhiều mẫu trong 1 lần in

Các bạn like fanpage để cập nhập bài viết mới nhất nhé!

Nguồn: biên tập thietbiketnoi.com

Chào các bạn, hôm nay chúng ta sẽ tìm hiểu về công nghệ SLA trong máy in 3D, Công nghệ tiên tiến nhất hiện nay trong lĩnh vực in 3D, máy in sử dụng công nghệ SLA cho ra sản phẩm với bề mặt đẹp và kích thước chính xác so với mẫu thiết kế trên máy tính, thời gian hoàn thành sản phẩm cũng nhanh hơn so với công nghệ FDM.

Giới thiệu về công nghệ SLA :

SLA viết tắt của : Stereolithography, công nghệ đông kết polyme lỏng thành dạng rắn theo từng lớp tạo nên mô hình 3D. Công nghệ này được phát triển từ những năm 1970 và được cấp bằng sáng chế vào năm 1984, chính thức thương mại hóa năm 1986 bởi công ty 3D Systems Inc (CEO: Charles (Chuck) W. Hull)

Phương pháp tạo mẫu in 3D công nghệ SLA:

Công nghệ SLA sử dụng 1 chùm tia laser cực tím ( UV laser) tập trung vào thùng chứa Polyme lỏng (Resin). Với sự giúp đỡ của các phần mềm CAD/CAM kết nối với máy in 3D điều khiển chùm tia laser bằng hệ thống gương lật sẽ vẽ lại chính xác biên dạng của mẫu in 3D và làm đông kết Polyme (Resin) thành từng lớp, quá trình này lặp lại cho đếkhi mẫu in 3D hoàn thành. Thông thường mỗi lớp Polyme đông kết có độ dày 0.05 – 0.15mm

Bên trong thùng chứa Polyme lỏng (Resin) có một cơ cấu nâng hạ vận hành tương tự như thang máy. Mỗi lần di chuyển sẽ hạ xuống 1 khoảng tương đương độ dày mỗi lớp in. Sau khi cơ cấu nâng đỡ vật mẫu hạ xuống, 1 cánh tay máy sẽ quét qua phủ đều vật liệu Polyme lỏng (Resin) lên trên lớp cũ đã đông kết để chuyển bị cho một quá trình tạo lớp mới.

Một số máy sử dụng cơ cấu nâng đỡ ngược lại, tia laser sẽ được chiếu từ dưới đáy thùng Polyme lỏng(Resin) và sau mỗi lớp in cơ cấu nâng sẽ nâng lên 1 khoảng tương đương với độ dày lớp in. Ưu điểm của cơ cấu này là có thể in được mẫu 3D với thể tích lớn hơn và tốn ít resin hơn vì chỉ cần 1 lượng để phủ đều đáy thùng chứa.

Sau quá trình này, mẫu 3D sẽ được đưa vào một tủ sấy bằng tia UV để gia cố đông kết giữa các lớp in.

Các bạn like fanpage để cập nhập bài viết mới nhất nhé!

Nguồn: biên tập thietbiketnoi.com